[发明专利]一种确定具有最大带宽特性的超材料单元结构的方法

摘要

本发明提供一种确定具有最大带宽特性的超材料单元结构的方法，其方法包括步骤：定义设计变量，设定设计变量的初始值和阈值，计算设计变量的适应度，评估个体遗传到下一代的概率，并经过交叉、变异以及判断等操作确定具有最大带宽特性的超材料单元的结构。本发明通过利用改进型的遗传算法对初始值进行优化选择，并对变异概率进行动态变动，提高了优化的收敛性以及更好地得到全局最优解，避免出现局部最优解。

主权项

一种确定具有最大带宽特性的超材料单元结构的方法，所述超材料单元包括电介质基板以及设置在电介质基板上的具有特定结构的金属片，其特征在于，所述方法包括步骤：定义设计变量：将金属片的设计区域划分为多个呈矩阵排列的子单元，且以二进制编码表示在每一所述子单元上是否排列有金属，并对应以一个二进制编码矩阵来表征每一所述金属片的结构特性，采用所述二进制编码矩阵为设计变量；随机生成所述设计变量的初始群组P，设定所述群组P中的个体为N个、遗传代数阈值为T代；计算所述群组P中每个所述设计变量的适应度值，并检测评估每一个所述个体遗传到下一代的概率；交叉操作：根据所述群组P中个体的概率选择两个所述设计变量进入下一代，并随机选择其他四个所述设计变量一起组成父代；将所述父代以交叉概率P1进行两两交叉生成两个子个体，并将所述子个体存入预设的空集Q中；变异操作：根据所述群组P中所述个体的概率选取群组P中的部分所述设计变量以变异概率P2进行变异，将所述变异后得到的变异子个体也存入所述集合Q中；检查所述集合Q中个体的数量M1，若M1小于N则随机生成M2个新的设计变量，其中M1和M2之和等于N；将所述集合Q中的所述设计变量赋值给所述群组P并清空所述集合Q，对所述群组P中的所述设计变量重新计算适应度值，若不满足所述遗传代数阈值为T的终止条件，则转向所述交叉操作步骤；若满足所述终止条件，则输出最优解。